CN106910603B - 电感结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种电感结构，包含第一弯形金属部、第二弯形金属部及连接部。第一弯形金属部配置于层状物上，此层状物位于第一平面。第一弯形金属部位于第二平面，且第一平面垂直于第二平面。第二弯形金属部配置于层状物上，且第二弯形金属部位于第二平面。连接部耦接于第一弯形金属部与第二弯形金属部。本发明实施例的电感结构，可以改善螺旋状电感或八字形电感的设计常受限于芯片面积且成本较高的问题，并改善电感与基板距离较近而产生耦合现象，严重影响电感品质因素的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种基本电子电路，且特别是涉及一种电感结构。
背景技术
于先进工艺中，螺旋状电感或八字形电感的设计常受限于芯片面积，而且螺旋状电感或八字形电感的成本较高。此外，上述电感与基板距离较近，两者间容易产生耦合现象，而严重影响电感的品质因素。
发明内容
为解决上述问题，本发明的一技术方式是关于一种电感结构，其包含第一弯形金属部、第二弯形金属部及连接部。第一弯形金属部配置于层状物上，此层状物位于第一平面。第一弯形金属部位于第二平面，且第一平面垂直于第二平面。第二弯形金属部配置于层状物上，且第二弯形金属部位于第二平面。连接部耦接于第一弯形金属部与第二弯形金属部。
因此，根据本发明的技术内容，本发明实施例通过提供一种电感结构，由此改善螺旋状电感或八字形电感的设计常受限于芯片面积且成本较高的问题，并改善电感与基板距离较近而产生耦合现象，严重影响电感品质因素的问题。
附图说明
图1是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的示意图。
图2是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的示意图。
图3是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的示意图。
图4是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的示意图。
图5是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的示意图。
图6是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的示意图。
图7是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的示意图。
图8是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的示意图。
图9是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的应用示意图。
图10是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的实验数据图。
【符号说明】
100、100A～100G：电感结构
110：第一弯形金属部
112：第一端
113：第一条状部
114：第二条状部
116：第二端
120：第二弯形金属部
122：第一端
123：第一条状部
124：第二条状部
126：第二端
130：连接部
131：第一连接单元
132：螺旋状电感
133：第二连接单元
134：第一端
136：第二端
138：中央抽头端
139：连接部
140：第一开关
142：第一端
144：第二端
150：第二开关
152：第一端
154：第二端
160：螺旋状电感
162：第一端
164：第二端
170：电容
180：第三弯形金属部
182：第一端
183：第一条状部
184：第二条状部
186：第二端
190：第四弯形金属部
192：第一端
193：第一条状部
194：第二条状部
196：第二端
具体实施方式
关于本发明中所使用的“耦接”，可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触。
图1是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的示意图。如图所示，电感结构100包含第一弯形金属部110、第二弯形金属部120及连接部130。第一弯形金属部110配置于层状物(图中未示)上，此层状物位于第一平面(如XY平面)，此层状物可以是CMOS氧化层或是其类似构造。第一弯形金属部110位于第二平面(如XZ平面)，且第一平面垂直于第二平面。第二弯形金属部120配置于层状物上，且第二弯形金属部位于第二平面。连接部130耦接于第一弯形金属部110与第二弯形金属部120，因此，通过连接部130耦接弯形金属部110、120，可使弯形金属部110、120及连接部130形成一电感结构，此电感结构100将原本平躺于第一平面(如XY平面)的环形电感进行结构重整，使环形电感分为弯形金属部110、120，并将环形电感(包含弯形金属部110、120)由配置于第一平面(如XY平面)改为竖立起来配置于第二平面(如XZ平面)，据此，本发明的电感结构100相较于平躺于平面的螺旋状电感或八字形电感不占据面积，且其品质因素(Q value)较高。
在一实施例中，第一弯形金属部110及第二弯形金属部120分别包含相互耦接的第一条状部113、123与第二条状部114、124。第一条状部113、123与第二条状部114、124分别配置与于第一方向及第二方向，例如第一条状部113、123配置于第一方向D1，第二条状部114、124配置与于第二方向D2。如图所示，第一方向D1不同于第二方向D2，诸如第一方向D1约与XY平面之间具有45度夹角，第二方向D2约垂直于XY平面。此外，第一条状部113、123位于电感结构100的一侧，第二条状部114、124位于电感结构100的另一侧。在另一实施例中，连接部130耦接于第一弯形金属部110的第一条状部113与第二弯形金属部120的第一条状部123。
图2是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的示意图。相较于图1的电感结构100，图2的电感结构100A的第一弯形金属部110与第二弯形金属部120的配置略有不同，说明如后。第一弯形金属部110的第一条状部113与第二弯形金属部120的第二条状部124位于电感结构100A的一侧，第一弯形金属部110的第二条状部114与第二弯形金属部120的第一条状部123位于电感结构100A的另一侧。在一实施例中，连接部130耦接于第一弯形金属部110的第一条状部113与第二弯形金属部120的第二条状部124。需说明的是，图2的弯形金属部110、120的基本结构类似于图1的弯形金属部110、120的基本结构，于此不作赘述。
图3是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的示意图。相较于图1的电感结构100，图3的电感结构100B的连接部130包含螺旋状电感132，第一弯形金属部110的第一端112耦接于螺旋状电感132的第一端134，第二弯形金属部120的第一端122耦接于螺旋状电感132的第二端136。在一实施例中，电感结构100B还包含第一开关140及第二开关150。第一开关140耦接于第一弯形金属部110的第一端112与第二端116之间，第二开关150耦接于第二弯形金属部120的第一端122与第二端126之间。由于电感结构100B还包含开关140、150，因此，通过控制开关140、150而能进一步调整电感结构100B的电感值，以拓展电感结构100B的应用范围。需说明的是，图3的弯形金属部110、120的基本结构类似于图1的弯形金属部110、120的基本结构，于此不作赘述。
在一些实施例中，第一端112和第一端122也可称为第一垫片。
在一些实施例中，第二端116和第二端126也可称为第二垫片。
图4是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的示意图。相较于图3的电感结构100B，图4的电感结构100C还包含螺旋状电感160，第一弯形金属部110的第二端116耦接于螺旋状电感160的第一端162，第二弯形金属部120的第二端126耦接于螺旋状电感160的第二端164。需说明的是，除上述差异外，图4的电感结构100C的基本结构类似于图3的电感结构100B的基本结构，于此不作赘述。此外，电感结构100C可依据实际需求而选择性地配置开关140、150于第一弯形金属部110的两端点间及/或第二弯形金属部120的两端点间。
图5是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的示意图。相较于图3的电感结构100B，图5的电感结构100D的配置略有不同，说明如后。电感结构100D的第一开关140的第一端142耦接于第一弯形金属部110的第二端116，第一开关140的第二端144耦接于螺旋状电感132的第一端134。电感结构100D的第二开关150的第一端152耦接于第二弯形金属部120的第二端126，第二开关150的第二端154耦接于螺旋状电感132的第二端136。连接部130耦接于螺旋状电感132的中央抽头端138。由于电感结构100D还包含开关140、150，因此，通过控制开关140、150而能进一步调整电感结构100D的电感值，以拓展电感结构100D的应用范围。需说明的是，图5的弯形金属部110、120的基本结构类似于图1的弯形金属部110、120的基本结构，于此不作赘述。
图6是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的示意图。相较于图1所示的电感结构100，图6的电感结构100E还包含第三弯形金属部180及第四弯形金属部190。图6的结构为一般平面的电感，凹折其线圈(Folded inductor)，从XY平面至YZ平面或XZ平面。需说明的是，图6的弯形金属部110、120、180、190的基本结构类似于图1的弯形金属部110、120的基本结构，于此不作赘述。第三弯形金属部180配置于层状物(图中未示)上，此外，第三弯形金属部180位于第二平面(如XZ平面)。第四弯形金属部190配置于层状物上，此外，第四弯形金属部190位于第二平面(如XZ平面)，第四弯形金属部190具有第一端192和第二端196，该第四弯形金属部190的的第一端192耦接于第三弯形金属部180的第一端182。
在一些实施例中，第一端182和192也可称为第一垫片。
在一实施例中，连接部130包含第一连接单元131及第二连接单元133。第一连接单元131的第一端耦接于第一弯形金属部110的第一端112，第一连接单元131的第二端耦接于第二弯形金属部120的第一端122。第二连接单元133的第一端耦接于第三弯形金属部180的第一端182，第二连接单元133的第二端耦接于第四弯形金属部190的第一端192。在另一实施例中，第一弯形金属部110相邻于第三弯形金属部180，第二弯形金属部120相邻于第四弯形金属部190。在又一实施例中，第一弯形金属部110、第三弯形金属部180、第二弯形金属部120及第四弯形金属部190依序排列。于再一实施例中，第二弯形金属部120的第二端126通过连接部139耦接于第三弯形金属部180的第二端186，且连接部139用以接收电源供应电压VDD。
在一些实施例中，第二端186也可称为第二垫片。
在一些实施例中，第二端196也可称为第二垫片。
图7是依照本发明再一实施例绘示一种电感结构的示意图。相较于图1所示的电感结构100，图7的电感结构100F还包含第三弯形金属部180及第四弯形金属部190。需说明的是，图7的弯形金属部110、120、180、190的基本结构类似于图1的弯形金属部110、120的基本结构，于此不作赘述。第三弯形金属部180配置于层状物(图中未示)上，此外，第三弯形金属部180位于第二平面(如XZ平面)。第四弯形金属部190配置于层状物上，此外，第四弯形金属部190位于第二平面(如XZ平面)，第四弯形金属部190的第一端192耦接于第三弯形金属部180的第一端182。再者，第三弯形金属部180与第四弯形金属部190配置于第一弯形金属部110与第二弯形金属部120的外侧。
在一实施例中，第一弯形金属部110相邻于第三弯形金属部180，第二弯形金属部120相邻于第四弯形金属部190。在另一实施例中，第三弯形金属部180、第一弯形金属部110、第二弯形金属部120及第四弯形金属部190依序排列。于再一实施例中，第一弯形金属部110的第二端116通过连接部139耦接于第二弯形金属部120的第二端126，且连接部139用以接收电源供应电压VDD。
图8是依照本发明又一实施例绘示一种电感结构的示意图。相较于图1所示的电感结构100，图8的电感结构100G还包含电容170。于结构上，连接部130的第一端134耦接于第一弯形金属部110的第一端112，连接部130的第二端136耦接于第二弯形金属部120的第一端122。此外，电容170的第一端耦接于第一弯形金属部110的第二端116，电容170的第二端耦接于第二弯形金属部120的第二端126。
在一实施例中，第一弯形金属部110包含第一端112、第二端116及第一条状部(包含附图标记113及114的结构)。第一条状部的第一端耦接于第一端112，第一条状部的第二端耦接于第二端116。第二弯形金属部120包含第一端122、第二端126及第二条状部(包含附图标记123及124的结构)。第二条状部的第一端耦接于第一端122，第二条状部的第二端耦接于第二端126。在另一实施例中，连接部130用以接收电源供应电压VDD。
在另一实施例中，第一端112至第二端116的距离D3约为200微米(um)至300微米(um)，第一端122至第二端126的距离D4约为200微米(um)至300微米(um)。第一条状部(包含附图标记113及114的结构)与第二条状部(包含附图标记123及124的结构)皆包含高度H，高度由第二端116、126向上延伸至第一条状部或第二条状部的顶端，高度H约为150微米(um)至250微米(um)。此外，第一条状部与第二条状部的直径约为15微米(um)至35微米(um)。
图9是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的应用示意图。如图所示，于电路布局上，会有将电感900的中央抽头(center tap)910连接到外侧垫片的需求，本发明实施例的电感结构即可用以连接上述两者，说明如后。继续参阅图9，电感结构100包含弯形金属部110及第一端112、第二端116，第二端116耦接于中央抽头910，弯形金属部110可通过第二端116将中央抽头910连接到外侧垫片(如第一端112)。由于电感结构100为弯形金属结构，且弯形金属结构朝中央抽头910的反方向弓起，是以距离中央抽头910较远，因此，两者间的寄生电容较小，而得以提升整体电路的效能。再者，由于电感结构100的弯形金属结构具有较大的电流承载特性，使得整体电路的应用层面更广。然本发明不以图9所示的结构为限，第一端112除如图9所示位于电感900的上方外，亦可位于电感900的右侧、左侧、下方或者其余适当的位置，端视实际需求而定。
图10是依照本发明一实施例绘示一种电感结构的实验数据图。此实验数据图在于说明于不同频率下，电感结构的相应品质因素Q。如图所示，本发明的电感结构的品质因素Q可达37.5，因此，得以证明本发明实施例的电感结构确实可提升品质因素，进而提升电感结构的效能。
由上述本发明实施方式可知，应用本发明具有下列优点。本发明实施例通过提供一种电感结构，由此改善螺旋状电感或八字形电感的设计常受限于芯片面积且成本较高的问题，并改善电感与基板距离较近而产生耦合现象，严重影响电感品质因素的问题。
Claims (4)
1.一种电感结构，包含：
一第一弯形金属部，配置于一层状物上，其中该层状物位于一第一平面，该第一弯形金属部位于一第二平面，该第一平面垂直于该第二平面；
一第二弯形金属部，配置于该层状物上，其中该第二弯形金属部位于该第二平面；以及
一连接部，耦接于该第一弯形金属部与该第二弯形金属部，其中该连接部包含一第一螺旋状电感，其中该第一弯形金属部的一第一端耦接于该第一螺旋状电感的一第一端，该第二弯形金属部的一第一端耦接于该第一螺旋状电感的一第二端；
其中该第一弯形金属部及该第二弯形金属部分别包含相互耦接的一第一条状部与一第二条状部、第一垫片及第二垫片，其中，该第一条状部耦接于该第一垫片，该第二条状部耦接于该第二垫片；
其中多个所述第一条状部与多个所述第二条状部分别配置与于一第一方向及一第二方向，该第一方向不同于该第二方向。
2.如权利要求1所述的电感结构，其中多个所述第一条状部位于该电感结构的一侧，多个所述第二条状部位于该电感结构的另一侧。
3.如权利要求1所述的电感结构，还包含：
一第一开关，耦接于该第一弯形金属部的该第一垫片与一第二垫片之间；以及
一第二开关，耦接于该第二弯形金属部的该第一垫片与一第二垫片之间。
4.如权利要求1所述的电感结构，还包含：
一第一开关，其第一端耦接于该第一弯形金属部的该第一垫片，其第二端耦接于一螺旋状电感的一第一端；以及
一第二开关，其一端耦接于该第二弯形金属部的该第一垫片，其第二端耦接于该螺旋状电感的一第二端；
其中该连接部耦接于该螺旋状电感的中央抽头端。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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